CONTRIBUTION A L’ÉTUDED’UNE ABEILLE DU MEXIQUE

MELIPONA BEECHEII B. (HYMENOPTÈRE : APIDE).

LE DÉTERMINISME DES CASTES CHEZ LES MÉLIPONES

Beitrag zum Studium einer mexikanischen Biene Melipona beecheii B.(Hymenoptera : Apidae). Der Kastendeterminismus bei den Meliponen

Roger DARCHEN Bernadette DELAGE-DARCHEN

Station Biologique.24620. Les Eyzies.

SUMMARY

BIOLOGY OF Melipona Beecheii B. (Hymenoptera : Meliponini.)AN EXPERIMENTAL STUDY ON CASTE DETERMINATION

This paper shows that caste determination in Melipona beecheii does not differ funda-mentally from that of the honeybee and other social bees. Female eggs are bipotent andcan develop either into a queen or a worker, depending on the nature of the food provisionsthe larva receives.

Experimental underfeeding of female larvae of M. beecheii resulted in a 50 % drop inthe number of queens emerging, whereas overfeeding of larvae caused a doubling of the numberof queens when compared to the normal queen to worker ratio for these hives. Quantityof the food available to the larvae was obviously a factor in the caste determination, althoughthe quality of the provisions, including the glandular secretions, must have played a mostimportant role.

A trophogenic control of female castes in M. beecheii explains our results best. Wefound no support for a genetic hypothesis previously proposed for this genus. Moreover,no morphological differences were found in the nervous system of the two castes in M. beecheiiand it is reassuring that at least this species fits into a general evolutionary line together withall the other eusocial bees.

RÉSUMÉ

Ce travail sur une espèce de Mélipone du Mexique, Melipona beecheü B., tente de démontrerque le déterminisme des castes de ce groupe d’abeilles sociales s’insère dans une suite évolutivenormale ne présentant aucun hiatus fondamental avec les autres insectes de ce groupe : toutesles larves femelles auraient le même stock génique dont l’expression serait modulée par l’ali-mentation.

Le problème a été abordé expérimentalement par deux voies complémentaires. D’une partquel est le devenir des larves sous-alimentées? D’autre part que vont donner les larves soumisesinversement à une suralimentation?

Nos résultats sont les suivants : 1) les larves sous-alimentées en grande majorité se trans-forment en ouvrière; 2) la suralimentation augmente d’une façon significative le nombre dereines au détriment des ouvrières.

Que faut-il conclure de ces résultats ? 1) Que la nourriture contenue dans les cellules

d’élevage influence indéniablement le devenir des individus, mais ne joue pas simplementpar un facteur d’ordre quantitatif, 2) que la caste ne peut plus être considérée chez ces abeillescomme génétiquement déterminée comme c’était le cas jusqu’alors.

Une étude approfondie de la chaîne nerveuse des 2 castes de Melipona beecheü ne nous afourni aucune preuve étayant la théorie du déterminisme des castes. Au contraire! t

Des observations sur les larves nous ont permis de savoir que 1) tous nos animaux expé-rimentaux n’ont été obtenus qu’à partir de larves du cinquième stade, 2) la différenciationdes castes femelles s’effectue par voie alimentaire au cours de ce dernier stade.

Enfin une importante discussion essaie d’interpréter la totalité de nos résultats et, en

particulier, les reines miniatures, les ouvrières géantes et les intercastes par comparaison avecce qui est connu chez Apis mellifica.

INTRODUCTION

Les informations obtenues par voie expérimentale que nous avons à

l’heure actuelle au sujet du déterminisme des castes chez les Insectes sociauxmontrent qu’il s’agit essentiellement d’un phénomène épigénétique. L’oeuf

qui éclôt possède différentes potentialités mais l’une d’entre elles, seulement,aura la chance de se manifester, le plus souvent grâce à l’action de la nourriturereçue par la larve indifférenciée, la différenciation pouvant d’ailleurs être

parfois extrêmement précoce.

Pour ne parler ici que des Apinés sociaux disons que chez Apis mellificail est depuis longtemps acquis que c’est la gelée royale secrétée par les ouvrièresqui oriente le devenir de la larve en reine. Chez les Trigones d’Afrique que nousavons étudiées, nous avons démontré que là aussi le déterminisme des castesest à base trophique. De CAMARGO (1972) reprenant nos expériences sur desTrigones du Brésil est arrivé de son côté aux mêmes conclusions.

Restent les Mélipones. Ces Abeilles, si voisines des Trigones qu’elles furentlongtemps classées ensemble, faisaient jusqu’ici l’objet d’une exception quantau mécanisme de la production des reines et des ouvrières. Les informations

que nous possédons sur ce sujet proviennent essentiellement des travaux deKERR au Brésil, aucun autre auteur n’ayant jusqu’ici abordé ce problème.Rappelons très brièrement la théorie de KERR d’après laquelle le déterminismedes castes chez les Mélipones serait à base génétique.

Lorsqu’on fait l’inventaire des nymphes contenues dans les rayons decouvain d’une ruche de Mélipones, on trouve, presque toujours, à la fois desmâles, des ouvrières et des reines. Souvent, le nombre de reines à naître repré-sente approximativement le quart de la population des femelles (reines +ouvrières). D’où, l’idée qui est venue à KERR d’expliquer ce rapport par uneloi génétique.

Cependant, il existe de nombreux cas où, dans une couvée, les proportions1 /4 de reines pour 3 /4 d’ouvrières sont modifiées. Le plus souvent, cela se

traduit par une nette diminution du nombre des reines produites. L’auteurexplique alors ce phénomène par l’intervention d’un facteur alimentaire. Leslarves, génétiquement reines, auraient à leur disposition une alimentationtelle, que le phénotype reine ne pourrait se manifester. Il apparaîtrait alorsun phénotype ouvrière cachant le génotype reine, dans l’insecte parvenu àson état imaginal. Ces déductions sont, il faut le reconnaître, purement spécu-latives. A aucun moment l’auteur ne fait état d’expériences d’alimentationmenées sur les larves et qui auraient pu étayer ou infirmer ces théories qu’ilvaudrait mieux considérer comme des hypothèses de travail.

Compte tenu de l’homogénéité générale du groupe des Apinés sociaux etsurtout de l’étroite parenté qui lie Trigones et Mélipones on ne peut manquerd’être étonné d’une exception biologique aussi importante que celle concernantle mécanisme du déterminisme des castes. Aussi, nous nous sommes posésla question de savoir si, véritablement, le déterminisme des castes ne serait pas,chez les Mélipones aussi, un phénomène épigénétique apparaissant chez deslarves toutes identiques à la naissance ? Une larve posséderait les deux poten-tialités reine et ouvrière, et seules les conditions alimentaires lors de sa crois-sance interviendraient dans la manifestation du phénotype, le génotyperestant fondamentalement le même.

Afin de mesurer la valeur de notre hypothèse nous avons élevé « in vitro »des larves de Mélipones. Les résultats de nos expériences démontrent la

complexité du problème chez ces Hyménoptères, mais ils indiquent aussi d’unefaçon indubitable que le mécanisme de la détermination des castes n’est pas,ici non plus, différent de ce que l’on sait chez les autres Abeilles.

MATÉRIEL

Les animaux qui ont servi aux expériences sont des mélipones de l’espèce Meliponabeecheü B.. Ces insectes sont encore élevés au Mexique, on en trouve dans la province duYucatan où les indiens continuent de les traiter selon les méthodes ancestrales. Ces abeilles

sont actuellement largement concurrencées par l’abeille domestique mellifique car leur pro-duction de miel est moindre et leur élevage nécessite quelques petites précautions. En effet,les ruches d’Apis mellifica supportent toutes les intempéries en plein champ; en revanche,il est nécessaire d’abriter le rucher de mélipones par un toit de chaume sinon les abeilles

quitteraient leur demeure. Il est vraisemblable que cela est dû à une mauvaise capacité derégulation thermique dans ces ruches. Si la méliponiculture tombe malheureusement endésuétude, le miel de ces abeilles est toujours considéré par les indiens comme un produitprécieux, médicamenteux même, alors que le miel d’Apis mellifica jouit d’une moins grandefaveur.

Dans le Yucatan, les mélipones (toutes de l’espèce Melipona beecheii) sont élevées depuisun temps immémorial dans des ruches d’un type unique appelé « corcho » (= liège, bouchon).Il s’agit de morceaux de troncs d’arbres évidés et fermés aux deux bouts par des bouchonsamovibles de bois ou de pierre. L’étanchéité au niveau des bouchons est assurée par de laterre glaise rouge qui est posée humide après les interventions dans la ruche. Les c< corchos»sont maintenus horizontaux. L’entrée du nid se situe au milieu du tronc, c’est un simple trourond foré dans l’épaisseur du bois par l’apiculteur. Les abeilles ne font pas de constructioncireuse extérieure, à l’entrée du nid, comme c’est le cas souvent chez les Trigones.

A l’intérieur de la ruche on trouve des gâteaux horizontaux de couvain et les réservesen amas. Les cellules de cire qui contiennent pollen et miel ont un diamètre de 2 ou 3 centi-mètres environ, elles sont agglomérées en une masse compacte où voisinent cellules à pollenet outres à miel. Pour nos expériences il était nécessaire souvent de crever les réserves pouratteindre les gâteaux de couvain. Dans la région de Mérida, les apiculteurs considèrent qu’unebonne ruche peut fournir, à chaque récolte, 1 litre de miel et il y a 4 récoltes par an. La multi-plication des ruches se fait très facilement par division de la population et des gâteaux decouvain car chez les Mélipones il y a toujours de nombreuses reines disponibles.

Nous n’avons pas rencontré de nids de Mélipones dans la nature. Tous les animaux quenous avons utilisés pour nos expériences proviennent d’élevage apicole. Le fait de travaillersur une espèce unique et en quantité non limitée présente un certain avantage du point devue de la comparaison des résultats.

MÉTHODE DE TRAVAIL

Notre propos étant d’éclairer le problème du déterminisme des castes chez ces abeilles,nous avons envisagé de pratiquer des élevages de larves « in vitro ». Rappelons que les Méli-pones construisent des cellules d’élevage agglomérées en rayons, un rayon de couvain ayantau maximum de son développement la taille de la main, environ. Chaque cellule est remplieaux 3/4 d’une pâtée liquide contenant du miel et du pollen en suspension, et, très certainement,comme nous le verrons plus loin, des sécrétions glandulaires. Sur cette nourriture, la reinepond un oeuf qui reste en surface grâce aux phénomènes de tension superficielle. Une foisl’oeuf pondu, la cellule est fermée par les soins des ouvrières. L’oeuf, au bout de quelques jours,donne naissance à une petite larve qui, disposant d’une réserve de nourriture préparée à sonintention, se met à manger sans discontinuer jusqu’à ce que tout soit absorbé. La nourriturevarie fort peu en quantité d’une cellule à l’autre et rien n’indique à l’observateur le sexe oula caste de l’imago qui se prépare. Afin de définir quelle est l’importance éventuelle des facteursalimentaires sur le devenir des individus nous avons opéré de deux façons complémentaires.

1) d’abord nous avons mis un certain nombre de larves à jeun et attendu, dans ces condi-tions, les mues nymphales et imaginales, qui nous permettraient de voir quelle sorte d’individuallait apparaître,

2) ensuite, nous avons utilisé des larves d’âges variés, généralement assez grosses, maisn’ayant point encore terminé leur nourriture et nous les avons suralimentées. Pour ce faire,nous avons ouvert les cellules contenant ces larves, et injecté vers le fond des cellules à l’aided’une seringue adéquate, une partie du contenu alimentaire prélevé dans des cellules d’élevagefraîches où l’oeuf n’était pas encore éclos.

Lorsqu’une jeune larve commence à s’alimenter, la première nourriture qu’elle absorbeest essentiellement liquide, il s’ensuit qu’au fur et à mesure que le temps passe, la pâtée alimen-taire devient de plus en plus épaisse, le pollen étant l’élément qui sera absorbé en dernier.En aspirant le contenu alimentaire des cellules fraîches, le pollen était en parfaite suspension

dans la phase liquide et de ce point de vue là, la nourriture donnée en supplément aux larvesd’expériences pouvait être considérée comme comparable. Toutes les cellules d’élevage étantidentiques de forme, et remplies d’une nourriture quasiment égale en quantité et en qualitésmacroscopiques, il n’était point possible de discriminer d’éventuelles différences dans la

qualité réelle de la nourriture prélevée et répartie; il faudra tenir compte de ce facteur dehasard dans l’analyse des résultats.

La suralimentation des larves est une expérience délicate à réussir. Le fait d’ouvrir lehaut des cellules, provoque chez les larves ainsi perturbées, de nombreuses contorsions qui lesamènent souvent à quitter leurs cellules et se trouver ainsi à jeun. Pour limiter ces causes

d’échec nous avons recouvert les parties désoperculées par des petits fragments de voile syn-thétique en fibres « non tissées », laissant passer l’air. Cette précaution a entraîné une amé-lioration des résultats. Toutefois, un certain nombre de larves a réussi à se nymphoser sansavoir absorbé toute la nourriture disponible; nous avons eu de cette façon des animaux pourlesquels il n’était alors pas possible de dire s’ils étaient véritablement suralimentés ou non.Le score de nos résultats serait certainement meilleur si nous pouvions en toute certitudeéliminer de nos expériences les animaux qui en, fait, ne se sont pas suralimentés et que nousavons, pourtant, dénombrés comme tels.

LES LARVES DE MELIPONA BEECHEII

Nous avons dit qu’il était possible d’extraire les larves de Mélipones deleurs cellules d’élevage, de les mettre à jeun et d’obtenir malgré ces conditionsalimentaires déficitaires des imagos normalement constitués. Suivant la

taille de la larve mise à jeun, l’abeille adulte qui en provient est, comme cela seconçoit, plus ou moins grosse. Les larves « trop petites » meurent sans pouvoirmétamorphoser, bien que les réductions de taille obtenues puissent atteindredes proportions considérables. Nous nous sommes posés la question de savoirs’il y avait un stade larvaire particulier, à partir duquel la mise à jeun permet-trait d’obtenir quand même la métamorphose. L’observation des larves dans lescellules permet de définir 3 positions remarquables au cours de leur dévelop-pement.

Tout d’abord, lorsque l’oeuf est pondu il est généralement placé sur lasurface des aliments (mais il est parfois collé sur le côté de la cellule) en positionverticale (fig. 3, 1).

1) Lors de l’éclosion, la jeune larve se couche sur sa nourriture et se metà manger. Grâce aux phénomènes de tension superficielle elle reste en surfacemais s’accroît de façon continue (fig. 3, 2).

2) Lorsque la nourriture commence à prendre une certaine consistance(car le liquide de la pâtée est absorbé avant le pollen) la larve, arrivée à uncertain état de développement va changer de position dans la cellule. Elle

opère une rotation de 90°; à ce moment là, le plan sagittal de son corps devientdonc perpendiculaire à la surface alimentaire. A ce stade ci, il y a encore

beaucoup d’aliments à ingérer, la larve garde la tête enfouie dans la nourriture,l’anus aussi plonge dans les réserves, tandis que le milieu du corps, seul, émergedes aliments. Ainsi, la larve incurvée dans sa cellule a donc le dos tourné versle plafond de celle-ci (fig. 3, 3).

3) La larve ayant enfin terminé sa ration alimentaire va se relever, filer

son cocon, déféquer puis se nymphoser. Le plan sagittal de son corps gradela même direction que précédemment mais la larve est droite, tête et anus sontà l’opposé dans la cellule (fig. 3, 4). Toutes les larves se nymphosent dans lamême position à savoir; la tête tournée vers le plafond des cellules et l’anusvers le fond, là où était la nourriture.

A partir de quel moment une larve peut-elle supporter le jeûne et donnerun imago miniature ?

L’expérience montre qu’une larve couchée à plat sur la nourriture peut senymphoser, mais à condition qu’elle ait acquis dans cette position son développe-ment maximum. A partir de ce moment là, toute larve mise à jeun est suscep-tible de donner un imago.

Peut-on mettre en relation ces observations avec la chronologie des

différents stades larvaires ? Oui.

Nous avons eu la possibilité d’identifier les stades larvaires successifs

grâce à l’étude morphologique des mandibules. Nous avons pu compter 5 stadesséparés par 4 mues que l’on peut décrire comme suit :

Stade I (fig. 4, 1) : au sortir de l’oeuf la larve est minuscule, glabre, lesmandibules sont très simples, entièrement blanches, légèrement pointues ausommet et non pileuses, comme le reste de l’animal.

Mue 1.

Stade II (fig. 4, 2) : à ce stade nous voyons apparaître une nette différencepar rapport au stade précédent. La mandibule présente ici une pointe légère-ment colorée en blond, marque d’une sclérification indubitable. Sur le bordexterne de l’appendice, à la base de la sclérification, on note une petite excrois-sance tégumentaire sclérifiée, elle aussi, et qui n’existe qu’à ce stade. Parfois,chez quelques individus, on remarque que la marge interne de la mandibule

présente de légères indentations et une plus forte sclérification (fig. 4, 2 A) maisil ne nous a pas été possible de rapporter cela à une différence de sexes parexemple.

Mue 2.

Stade III (fig. 4, 3) : la mandibule grandit par rapport au stade II maischange aussi de forme. L’excroissance latéro-externe subterminale du stade IIdisparaît, en revanche la partie sclérifiée de l’organe est revêtue de poils etconstitue une dent bien acérée.

Mue 3.

Stade IV (fig. 4, 4) : au stade suivant, la taille générale de la mandibuleest du même ordre qu’au stade III mais la pointe s’émousse, s’élargit nettement.La sclérification est toujours visible et la pilosité très nette.

Mue 4.

Stade V (fig. 4, 5) : nous assistons à une nouvelle accentuation de l’élargis-sement du sommet de la mandibule. La dent de l’organe est toujours sclérifiéeet très pileuse chez les larves encore jeunes dans ce stade (fig. 4, 5 A). Le 5e stade

est un stade long comparé aux précédents, si bien que chez les larves âgéesles poils des mandibules se cassent et leur apex devient secondairement glabre;en même temps, on assiste à une nouvelle sclérification subterminale des

mandibules si bien que toutes les vieilles larves présentent un anneau brunfoncé au milieu de la partie déjà sclérifiée brun clair (fig. 4, 5 B). Les 4 premiersstades ont une durée assez brève aussi est-il fréquent de rencontrer des larvesdont les mandibules montrent par transparence celles de l’individu à venir.Et cela aide beaucoup à établir la filiation des stades. En revanche, lorsquenous arrivons au stade V, il n’est plus possible de distinguer d’autre mue quelque soit le nombre d’individus inspectés. Force est donc de conclure que chezMelipona beecheü il y a 5 stades larvaires en tout.

L’étude de ces stades larvaires nous apprend qu’ils se déroulent tous pendantque la larve est couchée à plat sur la nourriture. Il s’ensuit, que les plus petiteslarves chez lesquelles on peut obtenir des métamorphoses, sont donc toujoursdes larves de stade V. Les 4 mues larvaires sont ainsi très précoces et l’accrois-sement spectaculaire du couvain a lieu à un moment où, paradoxalement,l’individu n’a plus la possibilité de muer. Pour illustrer notre propos, nousavons dessiné à la chambre claire quelques larves de stade connu, sur le pointde muer, nous pouvons ainsi vérifier qu’au cours du stade V la larve subitune croissance remarquable.

INVENTAIRE DE LA POPULATION DES NIDS DE MELIPONA BEECHEII

Nous venons de définir le stade larvaire sur lequel nous avons finalementtravaillé. Qu’il s’agisse de mise à jeun ou de suralimentation, dans tous les casnous avons opéré avec des animaux au 5e stade, mais plus ou moins gros. Avantd’exposer nos résultats, nous croyons utile de donner un aperçu de l’état de lapopulation des ruches qui nous ont servi pour ces expériences.

La population adulte d’une ruche de mélipones est sensiblement différentedu contenu réel des rayons de couvain. Pour s’en rendre compte il suffit de

dénombrer les ouvrières, les mâles et les reines en désoperculant les partiesâgées des rayons et de les comparer aux animaux ailés présents dans la ruche.

Nous pouvons résumer sous forme de tableaux cet inventaire établi sur

3 ruches, Ti, T2, T3, provenant du même rucher et analysées toutes 3 au moisde novembre, c’est-à-dire en saison sèche.

Ruche Tl. Cette ruche possédait 4 grands rayons de couvain et un totalde 691 adultes capables de voler.

Ruche T,. On a dénombré dans cette ruche 820 adultes et analysé 4 grandsrayons de couvain.

Ruche T3. Cette ruche possédait une grosse population d’adultes, on acompté en effet 1 273 individus, mais tous étaient des ouvrières, il n’y avaitaucun mâle, ni aucune jeune reine vierge. Le couvain était réparti en 2 sériesde rayons disposés en deux points différents de la ruche (donc 2 gâteaux).Un premier gâteau de 5 rayons ne contenait que du vieux couvain, en revanchel’autre gâteau montrait du couvain de tous âges. Ce dernier couvain n’a pasété étudié comme les gâteaux précédents. En effet, on s’est aperçu ici que lecentre des gâteaux était nettement plus âgé que les parties périphériques.On a donc dénombré à part le centre car, comme on peut le constater sur letableau 3, la population dans les deux cas n’a pas la même composition, lesséries (a) de ce deuxième lot de rayons correspondent au couvain le plus âgéet se rapprochent de la composition du premier gâteau, les séries (b) sont lesparties périphériques, plus jeunes.

L’inventaire de ces populations de mélipones nécessite quelques remarques.1) Tout d’abord, il faut noter la différence évidente entre le pourcentage

de reines dans le couvain et dans la population adulte. Dans la ruche Tl il y a

1,5 % de reines vierges adultes, contre 25 % dans le couvain. Dans la rucheT2 il y a 0,5 % de jeunes reines adultes contre 23 % dans les rayons. Ces écartssont dûs au fait que ces membres de la société, sans emploi, sont éliminéspar les ouvrières dans les quelques jours qui suivent l’éclosion. On peut voir,en effet, les mélipones jeter hors de la ruche ces bouches inutiles. Ainsi, le faitde produire d’une manière constante des reines aurait pu être considéré commeun aspect bénéfique pour le maintien de l’espèce, mais cela est contrebalancépar un tel gâchis d’individus, qu’on se demande s’il faut voir là véritablementun fait évolutif comme c’est l’opinion de KERR ? Nous pensons pour notre partqu’il s’agit plutôt de traits biologiques mal coordonnés; dans le cas de cesruches, en effet, il y aura quasiment le quart de la population femelle à naîtrequi va être massacrée dès l’éclosion des imagos, cela ne représente vraiment pasà notre avis une performance intéressante. Avec de telles destructions à chaquecouvée, sans parler de la production de mâles, généralement abondante, on peutcomprendre que les ruches de mélipones ne comptent jamais de grosses popu-lations d’ouvrières.

2) Le pourcentage de reines produit à chaque couvée est souvent de l’ordrede 25 %. En l’absence d’observations précises sur le mode de remplissage descellules par les ouvrières, il est difficile d’émettre une hypothèse pour expliquerce fait. Mais il faut bien constater aussi que cette proportion de reines estsujette à des fluctuations importantes. Dans la ruche T., par exemple, nousn’avons que 12 % de reines pour les gâteaux âgés et, dans les rayons plus jeunes,nous comptons respectivement 14,3 % et 22,3 % de reines à naître. Nous noussommes posés la question de savoir si les cellules contenant des reines étaientréparties au hasard dans le couvain, ou, au contraire, correspondaient à desîlots particuliers. Actuellement, nous ne pouvons répondre. Il faudrait pourcela avoir la possibilité de suivre les différentes phases de croissance des rayons.Un rayon de couvain s’accroît par sa périphérie mais rien ne peut indiquer,lorsque la construction est achevée, la chronologie de l’apparition des diffé-rentes cellules d’autant plus que la construction s’effectue simultanément surplusieurs rayons. Il faudrait pouvoir se livrer à une observation directe et à

un marquage des cellules au fur et à mesure de leur établissement.

3) Le fait qu’il y ait chez les mélipones une telle production de reinesn’implique pas pour autant l’existence d’essaimages fréquents. Les apiculteursmayas que nous avons interrogés à ce sujet paraissent tous ignorer d’éventuelsdéparts d’Abeilles de leur ruche. Mais, dans la pratique la multiplication deces ruches est très aisée à accomplir; étant donné la présence constante dereines potentielles en surnombre, il suffit de diviser la population et le couvainsans précautions spéciales pour augmenter le nombre d’essaims.

RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX CONCERNANT LE DÉTERMINISME DES CASTES

Maintenant que nous connaissons certains traits essentiels de la biologiede Melipona beecheü nous allons pouvoir exposer nos résultats expérimentaux.

Expériences sur la ruche T,

L’inventaire des nymphes contenues dans les rayons nous a appris, qu’aumoment de l’expérience, la ruche produisait 23 % de reines et 72 % d’ouvrières.Nous avons opéré sur les parties les plus jeunes des 4 rayons constituant legâteau de couvain et nous avons obtenu deux sortes de résultats à mettre enparallèle, suivant que les larves ont été suralimentées selon la méthode indiquéeplus haut, ou bien sous-alimentées, c’est-à-dire retirées de leurs cellules avantqu’elles aient pu ingérer toute la nourriture mise à leur disposition.

Résumons ces résultats en un tableau qui nous permette de comparer lespourcentages de reines et d’ouvrières issus de ces expériences en regard de ceque l’on était en droit d’attendre et qui est indiqué dans la colonne « couvainnormal ».

Nous voyons que les larves suralimentées montrent dans tous les cas une

notable augmentation du nombre des reines alors que c’est exactement l’inversedans le cas des larves sous-alimentées.

Si l’on fait le calcul du,/,2 pour ces résultats expérimentaux nous obtenons :

1) pour le cas des larves suralimentées : Reines = 68,6539 < 5 %Ouvrières = 12,6533 < 5 %

2) pour le cas des larves sous-alimentées : Reines = 49,5326 < 5 %Ouvrières = 25,1978 < 5 %

Ces résultats sont donc dans tous les cas significatifs.

Expériences sur la ruche T2 2

Présentons les résultats sous la même forme, nous obtenons ainsi le tableau5. Là encore les résultats vont dans le même sens que précédemment, on peutmême dire que les scores sont améliorés; les résultats du test sont les suivants :

1) Larves suralimentées : Reines = 35,7672 < 5 %Ouvrières = 14,6092 < 5 %

2) Larves sous-alimentées : Reines = 69,1724 < 5 %Ouvrières = 28,2535 < 5 %

Expériences sur la ruche T,Résultats là-aussi très significatifs.Dans cette expérience on s’est surtout appliqué à pratiquer des essais

de suralimentation. Les expériences dont les résultats sont consignés dans letableau 6 vont exactement dans le même sens que les précédentes. On vamême jusqu’à inverser les proportions de reines et d’ouvrières dans la 2e

expérience de suralimentation.Le test du !2 appliqué aux larves suralimentées donne : Reines = 240,7372

< 5 %, Ouvrières = 69,0919 < 5 %. Ces résultats sont très hautement signi-ficatifs.

Nous pouvons représenter schématiquement ces résultats de manière àfaire apparaître les modifications apportées par nos expériences à la structure

normale de la population telle qu’elle aurait dû être dans les conditions natu-relles.

Nous plaçons sur chaque diagramme le taux normal de reines et d’ouvrièrestel qu’il aurait dû être normalement et, de part et d’autre, les résultats obtenusavec les larves suralimentées et les larves sous-alimentées. En grisé nous signa-lons l’augmentation du pourcentage des individus obtenus par rapport à lanormale et en pointillé la diminution de ce même pourcentage. Cette façonde présenter nos résultats montre au premier coup d’oeil que l’influence de

l’alimentation s’avère comme très importante dans tous les cas en effet.

1) La sous-alimentation des larves provoque une diminution du nombredes reines, allant même jusqu’à leur disparition totale dans certaines expé-riences (Ruches T2 et T,).

2) La suralimentation des larves, au contraire, induit un net accroissementdu pourcentage des reines, allant presque jusqu’à inverser le rapport reine /ouvrière dans la 2e expérience sur la ruche T,171,4 % de reines contre 22,3 % de reines dans les conditions normales. ’)(28,6 0/, d’ouvrières - contre 77,7 d’ouvrières - dans les conditions normales. )28,6 % d’ouvrières 77,7 % d’ouvrières /

Il faut revenir un instant sur notre protocole expérimental pour essayerde comprendre la signification de ces résultats.

a) Larves sous-alimentées

Lorsque le jeûne a été très sévère, les ouvrières obtenues sont minusculeset le nombre de reines inexistant. Lorsque, au contraire, les larves mises àjeun avaient presque atteint leur taille normale, le pourcentage de reines

augmente, et dans ces cas là, nous obtenons de véritables reines miniatures.Nous devons insister sur le fait que les plus petits individus susceptibles de senymphoser donnent soit des mâles, soit des ouvrières, mais jamais des reines.

Pour que la larve du 5e stade puisse se métamorphoser en reine il est nécessairequ’elle ait atteint au moins un certain degré de développement. (Il nous estdifficile d’être plus précis dans cette évaluation, nous ne disposions pas debalance sensible lors de ces expériences).

b) Larves suralimentéesLes larves qui sont suralimentées ont un supplément de nourriture pro-

venant de cellules fraîches mais l’on ne connaît pas ce qu’aurait donné la larveque ces cellules devaient protéger. Si la cause du déterminisme des castes està rechercher dans la nourriture il faut bien voir que c’est là un handicap pournos expériences car on a d’autant plus de chances de suralimenter des larves avecde l’aliment d’ouvrières, que celles-ci sont plus nombreuses et c’est le cas, dans

toutes les ruches utilisées. S’il était possible de suralimenter les larves avec lecontenu de cellules de reines exclusivement, les résultats auraient été peut-êtrebien meilleurs, quoiqu’il ne fasse aucun doute, d’après nos expériences, quela suralimentation joue un rôle décisif.

Et nous voyons que, si la nourriture est primordiale, elle n’intervient paspar sa seule quantité, comme le témoigne en particulier, l’obtention de reinesà partir de larves mises à jeun.

Par ailleurs, nous avons évoqué la difficulté qu’il y a à suralimentervéritablement les larves. Dès que les cellules sont désoperculées le couvain

perd sa quiétude et très souvent s’arrête de manger. S’il est facile d’obtenir

des imagos miniatures, il est en revanche beaucoup plus malaisé de produiredes imagos géants dépassant fortement la taille optimum de l’espèce. Lescauses pratiques que nous invoquions ci-dessus ne sont d’ailleurs pas les seulesà intervenir; on peut comprendre que, malgré une pléthore alimentaire, uneespèce a des normes de taille assez précises qu’elle ne peut outrepasser quelles

que soient les conditions trophiques. Il est donc difficile en définitive de s’assurerqu’une larve a été suffisamment suralimentée, mais ce que l’on peut dire

c’est que, si nos résultats sont entachés d’erreur, c’est toujours par défaut.Le pourcentage de reines obtenu dans nos élevages est déjà en augmentationtrès significative par rapport à la normale, il le serait peut-être encore plussi nous pouvions départager les animaux à exclure.

Nous avons représenté à la chambre claire les profils des nymphes detaille extrême dans les différentes catégories d’individus et en comparaison,le profil d’une nymphe de taille normale. Cela nous permet de comparer entreautres, la différence qui existe entre les tailles minimum d’une ouvrière et

d’une reine possibles expérimentalement.

Les animaux que nous avons obtenus lors de nos expériences se classentpour les femelles d’emblée, sans ambiguïté en reines ou ouvrières. Nous pouvonsdire que nous avons les catégories suivantes, selon que les animaux ont étémis à jeun ou suralimentés.

1) mâles, ouvrières, reines :

miniatures, c’est-à-dire plus petits que la normale. Les mâles et lesouvrières seuls, pouvant être de taille extrêmement réduite. Les

reines les plus petites sont toujours très nettement moins réduitesque les ouvrières, mais tous ces individus sont issus du 5e stade

larvaire.

2) mâles, ouvrières, reines :de taille très proche de la normale, ces individus proviennent d’ani-maux « suralimentés ». Nous venons d’évoquer la difficulté qu’il y aà produire des animaux géants.

3) mâles, ouvrières, reines :

géantes, bien que ce cas soit peu fréquent il existe néanmoins, et celamontre dans le cas des femelles, l’indépendance réelle qui existe

entre l’appartenance à une caste et la taille de l’individu. Ces 2 carac-tères ne sont pas obligés d’évoluer parallèlement dans le même sens,

loin de là; les ouvrières géantes par exemple, sont incomparablementplus grosses que les reines miniatures sous-alimentées.

Cependant, malgré un classement initial aisé des femelles en une caste

donnée, si nous observons attentivement les animaux issus de nos expériencesnous nous rendons compte que certaines ne présentent pas toutes exactementla même morphologie et il va être utile de nous attarder à leur étude.

Morphologie comparée de la reine et de l’ouvrière de Mélipone

Avant de décrire la morphologie des animaux obtenus lors de nos expé-riences nous devons rappeler quelques traits essentiels du dimorphisme decaste chez Mélipones.

1) Tout d’abord rappelons que si, en général, les reines sont légèrementplus grosses que les ouvrières, il y a de très nombreux cas où les reines ont

des poids identiques aux ouvrières, sinon inférieurs. Dans les conditions natu-relles, les cellules devant donner des reines ne reçoivent ni plus ni moins d’ali-ment que les cellules de mâles ou d’ouvrières (KERR, 1966).

2) Mais, si pondéralement, reines et ouvrières sont comparables, les

animaux diffèrent tant du point de vue morphologique qu’on ne sait quelcaractère choisir comme élément de référence, pour comparer ces deux sortesd’individus.

a) la tête

Chez l’ouvrière elle est très grosse, les yeux sont volumineux. Chez la

reine elle est beaucoup plus petite et la dimension des yeux est, elle aussi,réduite.

Les mandibules sont plus petites chez la reine, mais aussi de forme diffé-rente. La langue de la reine est plus courte etc...

b) le thorax

Volumineux chez l’ouvrière qui est un bon voilier. Plus réduit chez la reine.

c) l’abdomenRéduit chez l’ouvrière. Beaucoup plus développé chez la reine, dès la

mue nymphale, cela est visible par suite d’un grand développement du tissuapideux. Chez la reine fécondée il y aura même physogastrie. Cela est dû àd’abondantes réserves lipidiques mais aussi à un très fort allongement desovarioles dont le nombre reste peu élevé.

d) les pattesLa 3e paire de patte de l’ouvrière est différenciée en un organe complexe

pour la récolte du pollen. La 3e paire de patte de la reine est simple.

Ainsi, à cause de ces disparités entre les différents éléments du corps,il devient très difficile de comparer caste à caste nos animaux expérimentauxdont les tailles sont très variables. Un même caractère de dimension identiquechez une reine et une ouvrière aurait en effet une signification toute différente,dans l’un et l’autre cas, qui plus est, dans le cas des insectes élevés in vitro,il y a, d’une caste à l’autre, non seulement des différences de proportionspour un même organe, mais souvent aussi des modifications très significativesdans le détail de la forme et que les mesures telles que nous pouvons les prendren’ont pas la possibilité de refléter.

Nous avons essayé pourtant d’établir quelques rapports significatifschez la reine et l’ouvrière de manière à comparer ces deux castes. Nous avons

calculé : -.

1) l’indice céphalique = largeur de la tête (entre les ycux) X 100,Longueur de la tête

et

largeur du tibia 32) l’indice tibial = largeur du tibia 3 X 100,

Longueur du tibia 3nous avons mesuré ces indices chez les animaux normaux des 3 colonies et

chez les individus expérimentaux.Il nous suffit de donner un exemple de nos résultats, ils vont tous dans

le même sens. Pour plus de clarté, nous avons porté en histogramme les loga-rithmes des indices mesurés.

Nous voyons que les indices céphaliques et les indices tibiaux des reineset des ouvrières se répartissent chacun en deux lots distincts correspondantaux deux castes.

Si maintenant on essaie de placer sur l’histogramme les ouvrières issuesde larves sous-alimentées on se rend compte qu’elles se trouvent du côté leplus éloigné des reines tant pour l’indice céphalique que pour l’indice tibial.Ces petits individus auraient donc tendance à devenir des « super-ouvrières »par accentuation des caractères de caste.

Pour les reines issues d’expériences le statut est différent. On a, soit desindividus correspondant aux normes, soit des individus dont les caractères

se rapprochent des ouvrières, soit au contraire quelques rares animaux dontles caractères en feraient des « super-reines M en les éloignant au maximumdes ouvrières.

Nous interprétons ces derniers individus comme des larves de reines

ayant accepté un supplément de nourriture qui s’est trouvée être une nourri-ture de reine.

Les reines dont les indices sont décalés du côté des ouvrières sont en

général de petites reines. Ce sont des animaux qui d’une manière ou d’une

autre n’ont pas reçu tout à fait assez de l’aliment différenciateur de la caste,si bien que leurs indices reflètent cette carence. Ces individus pourraient êtreconsidérés comme des intercastes.

L’étude biométrique de ces variations morphologiques est difficile à

mener car chez les animaux expérimentaux on note souvent de légères modifi-cations dans les contours des structures ce qui rend illusoire la prise de mesuresen des points comparables. D’autre part, nous avons remarqué que les carac-tères portés par exemple par les pattes et la tête, n’évoluent pas concomi-tamment. Si les pattes montrent des caractères intercastes chez un individula tête du même individu peut être normale, dans d’autres cas c’est l’inverse

qui se produit. Cela empêche donc de pousser très loin les analyses et les

comparaisons.Pour illustrer la difficulté que nous avons rencontrée à représenter nos

animaux par de simples mesures, nous donnons quelques dessins pris à la

chambre claire, de pattes et de têtes d’animaux d’expérience. L’évolutionde la pilosité des pattes ou la présence plus ou moins marquée du creux de lacorbeille de récolte sont des caractères impossibles à chiffrer mais combiensuggestifs ! Nous avons ainsi obtenu avec nos animaux élevés in vitro, touteune gamme d’intercastes attestant l’importance du rôle différenciateur de

la nourriture.

Comparaison des chaînes nerveuses de Melipona beecheii,Melipona quadrifasciata et Melipona marginata

Pour étayer sa théorie du déterminisme des castes chez les MéliponesKERR a recherché chez ces Abeilles un caractère morphologique qui pourraiten démontrer la validité. Finalement, l’étude de la chaîne nerveuse s’est

montrée intéressante chez deux espèces, M. quadrifasciata Lepelletier et

M. marginata Lepelletier. L’auteur s’est appliqué à observer le dernier ganglionde la chaîne nerveuse abdominale. Chez l’adulte, ce ganglion provient de lafusion de plusieurs ganglions abdominaux présents chez la larve et l’on peutsuivre partiellement l’évolution de cette fusion. L’adulte de Melipona, reineou ouvrière, compte en tout 4 ganglions situés dans le gastre.

Chez Melipona marginata il existerait encore chez l’ouvrière adulte une

trace de séparation au niveau du dernier ganglion abdominal tandis qu’elleaurait disparu chez la reine. En disséquant un échantillon de population(adultes et nymphes) de cette espèce, on a pu dénombrer 35 ouvrières à 5 gan-glions abdominaux et 6 reines et 6 ouvrières à 4 ganglions. Pour KERR, lesouvrières à 4 ganglions sont des individus au génotype reine.

Chez Melipona quadrifasciata anthidioides tous les adultes ont 4 ganglionsdans le gastre mais on peut observer chez la jeune nymphe aux yeux blancsune fusion progressive toujours au niveau du dernier ganglion. La vitesse defusion serait commandée par une paire de gênes. Grâce à cette interprétation,

on peut expliquer encore une fois les proportions des jeunes nymphes comptant4 ou 5 ganglions en termes génétiques et défendre l’hypothèse du déterminismedes castes.

A notre tour, nous avons recherché chez Melipona beecheü un soutienà la théorie génétique. Malheureusement, ce matériel ne nous a rien révéléde particulièrement probant. Les jeunes nymphes aux yeux blancs ont 5°gan-glions abdominaux identifiables, mais, très rapidement, la fusion s’opère auniveau des deux derniers et tous les imagos, reines et ouvrières n’ont plus que4 ganglions. D’après les observations que nous avons pu faire sur cette espèce,nous avons noté que la fusion, pour rapide qu’elle soit, présente toutefois unaspect progressif, si bien qu’à certains moments il est difficile de dire si l’on a

encore 5 ganglions, ou déjà 4. Ce caractère mineur est en définitive de lectureassez délicate. Par ailleurs, nous sommes très étonnés en ce qui concernel’étude de M. quadrifasciata qu’un gène de « vitesse d’agrégation n n’ait pasdonné lieu à des expériences rigoureusement chronométrées sur des animauxdont l’âge serait connu avec précision. Cela semblerait pourtant indispensable,d’autant plus que là aussi, au dire de l’auteur, cette fusion s’effectue en untemps relativement court.

Nous venons d’évoquer le caractère « mineur » et souvent difficile àidentifier de cette suture plus ou moins permanente entre les 2 derniers gan-glions de la chaîne nerveuse. Nous ne prétendons pas pour autant qu’il soità négliger mais nous devons quand même préciser la disposition anatomiquegénérale d’une chaîne nerveuse abdominale chez la reine et l’ouvrière de

mélipone car nous nous trouvons en réalité devant des schémas assez différentset qu’à aucun moment l’auteur brésilien ne souligne.

Chez les 3 espèces de mélipones que nous comparons il y a, avons nous

dit, 4 ganglions à la chaîne nerveuse abdominale correspondant respectivementaux paires métamériques 4, 5, 6 et 7. (Le 7e ganglion provenant, pour êtreexact, de la fusion des ultimes ganglions abdominaux en une pièce unique).Ces ganglions sont disposés dans l’abdomen d’une façon caractéristique et

particulière chez la reine et l’ouvrière. L’ouvrière présente du point de vueévolutif, une forme plus récente que la reine, cette dernière montrera donc,en comparaison des caractères plus archaïques. C’est le cas en particulier pource qui concerne la chaîne nerveuse dont les ganglions s’étendent sur un plusgrand nombre de segments. Chez l’ouvrière, au contraire, on perçoit l’indiced’une céphalisation de cette chaîne nerveuse, entraînant les ganglions versles segments antérieurs de l’abdomen.

Il faut rappeler que chez la reine et l’ouvrière de Mélipone le ler segmentde l’abdomen est accolé au thorax et s’appelle le propodeum, le ler segment du

gastre est donc, en fait, le 2e segment abdominal.

Chez l’ouvrière adulte de Melipona beecheü, ce segment héberge dans sapartie antérieure le ganglion abdominal n° 4.

Le segment suivant (3e segment abdominal) contient le ganglion n° 5et en totalité, ou en partie, le ganglion n° 6.

Le dernier ganglion abdominal (nO 7) est situé dans la partie antérieuredu segment 4 ou parfois à cheval sur les segments 3 et 4.

Chez la reine adulte de la même espèce la disposition est sensiblementdifférente. En effet, le premier ganglion du gastre que nous rencontrons (no 4)est situé dans le segment 3, soit un segment plus bas que chez l’ouvrière.

Le ganglion n° 5 est dans le bas du segment 4.

Les ganglions n° 6 et n° 7 dans le segment 5. Ainsi le dernier ganglionest situé un segment et demi plus bas que son homologue chez l’ouvrière.

Les ganglions de la reine sont plus gros que ceux de l’ouvrière et surtout,les connectifs sont beaucoup plus longs.

Cette disparité dans les proportions de la chaîne nerveuse abdominale

se révèlent dès la mue nymphale. Nous avons dessiné à la chambre claire unechaîne nerveuse abdominale de pré-nymphe et de très jeunes nymphes (auxyeux blancs) de reine et d’ouvrière. Nous pouvons voir que les différences

générales sont du même ordre que chez les adultes; on ne peut se trompersur leur identité.

Nous n’avons pas disséqué les espèces étudiées par KERR, mais les travauxde DIAS (1957) et de WILLE (1961) nous apprennent que les disproportionsentre les chaînes nerveuses des ouvrières et des reines sont comparables chezces abeilles à ce que nous venons de voir chez Melipana beecheü. Donc, làaussi, dès la mue imaginale il doit être impossible de confondre une chaînenerveuse de reine et d’ouvrière. On peut se demander, si la petite membrane

relicte, que l’on note parfois dans le ganglion 7 chez l’adulte de Meliponamarginata est véritablement un bon caractère à considérer et si son hérédité

est à mettre en rapport avec un problème de caste ? Rien ne prouvant qu’ily ait une liaison entre les gènes qui gouvernent la persistance de cette membraneet les gènes qui, éventuellement, commanderaient la caste, l’adhésion à cettethèse est rendue encore plus difficile lorsqu’on considère les schémas générauxdes chaînes nerveuses si différents chez la reine et l’ouvrière. La dispositionreine apparaît chez toutes les reines, il en est de même pour la dispositionouvrière, ces schémas sont caractéristiques d’un certain état évolutif de cesdeux catégories d’individus. Rien ne milite en faveur de l’idée que la présence(temporaire, dans la majorité des cas) d’une petite membrane au niveau duganglion 7 soit à lier en quelque façon avec le problème du déterminisme descastes. Et nous ne voyons d’ailleurs pas la raison qui permette de supposercomment ce très petit caractère puisse être lié aux gènes déterminant la caste.Les animaux qu’il désignerait comme reines cryptiques, ne sont reines quepar pure hypothèse.

DISCUSSION

Avant de chercher à expliquer les processus qui interviennent lors de ladifférenciation du couvain de Melipona beecheü résumons brièvement les

résultats de nos expériences.

1) La sous-alimentation des larves du stade V en cours de croissanceentraîne une augmentation spectaculaire du pourcentage d’ouvrières pro-duites; toutefois, il y a des cas rebelles où des larves n’ayant pas fini de grossir,fournissent quand même des reines (« reines miniatures o).

2) La suralimentation des larves entraîne inversement une augmentationdu nombre des reines au détriment du pourcentage normal d’ouvrières. Lorsde ces expériences on a pu élever aussi des larves qui se sont métamorphoséesen ouvrières géantes.

Dans ces deux types d’expériences complémentaires, les larves de sexemâle ne sont développées dans de bonnes conditions, témoignant ainsi de laplasticité de ce sexe au regard des conditions alimentaires (nous avons obtenudes mâles miniatures et des mâles géants).

3) Si les animaux expérimentaux obtenus se classent aisément en reinesou ouvrières, une observation plus soignée de leur morphologie permet cepen-dant de déceler des individus à caractère d’intercastes. Les traits qui nous ontsemblé les plus nets portent sur les pattes (3e paire) et la tête (taille de l’oeilprincipalement).

Que faut-il conclure de ces résultats complexes ?

1) Que la nourriture contenue dans les cellules d’élevage, si elle influenceindéniablement le devenir des individus, ne joue pas simplement par un facteurd’ordre quantitatif.

2) Que, malgré les interprétations de KERR, (cf. Introduction), la caste nepeut plus être considérée chez ces Abeilles comme génétiquement déterminée. Eneffet, comment expliquer les reines miniatures dont le génotype ne serait pascaché par le phénotype à la suite d’une sous-alimentation sévère ? Et surtout,comment, dans les expériences de suralimentation, expliquer l’augmentationdu pourcentage des reines ? Faut-il dans ce cas, dire que la suralimentation

développe un phénotype reine, cachant un génotype ouvrière ? L’hypothèseque l’un de nous a déjà énoncée dans une publication antérieure (DARCHEN,1973) semble mieux s’accorder avec les résultats actuels. Nous pensons, eneffet, que chez les Mélipones, comme chez les autres Abeilles, la caste n’estpas déterminée génétiquement mais uniquement par voie trophique. Toutesles larves de sexe femelle portent en elles la possibilité de donner une reineet c’est au cours de la vie larvaire que s’établit la différenciation par le truche-

ment de la nourriture mise à leur disposition. Toutes les larves auraient le mêmestock génique dont l’expression serait modulée par l’alimentation.

Mais comment interpréter la totalité de nos résultats et, en particulier,les reines miniatures et les ouvrières géantes ? Il faut considérer ici la naturedu contenu des cellules d’élevage de ces larves. Pour l’instant, nous ne savonsencore rien sur la composition chimique de la nourriture larvaire, toutefoisnous sommes en droit de supposer, et nos expériences le montrent, que, outrele miel et le pollen, une (ou des) substance (s) de nature sécrétoire doit (oudoivent) être ajoutée(s) par les ouvrières nourrices lors du dégorgement de lanourriture dans les cellules. Les ouvrières de Mélipones sont nanties de glandeshypopharyngiennes bien développées et nous savons que ces mêmes glandeschez Apis mellifica produisent la gelée royale. Rien n’interdit de penser queleur rôle est identique ici. L’ensemble de ces faits laisse à penser qu’un certainfacteur de différenciation - comparable, sinon identique, à la gelée royale -est distribué d’une manière inégale dans la nourriture. Lorsqu’une cellule estriche en cette substance, une sous-alimentation de la larve n’entraînera paspour autant sa régression en forme d’ouvrière, mais laissera apparaître unereine miniaturisée. A l’inverse, une cellule contenant une nourriture troppauvre en substance différenciatrice et surchargée expérimentalement de

nourriture elle-même pauvre, ne produira pas une reine mais une ouvrièregéante. Enfin, dans les cas intermédiaires des individus ayant à leur dispositionune nourriture à teneur moyenne en substance différenciatrice, verront leurdevenir modifié ou non, suivant qu’on les sous-alimente ou qu’on les surali-mente et que le taux de cette substance clé franchit, ou non, le seuil d’équilibreà la faveur de l’artifice expérimental. Ainsi peut-on expliquer l’ensemble denos résultats, aussi bien la présence de reines miniatures et d’ouvrières géantes,que l’augmentation du nombre d’ouvrières dans les cas de sous-alimentationet celle des reines dans l’expérience inverse de suralimentation. Nos résultatss’intègrent parfaitement bien dans le cadre de cette hypothèse et confirmentl’idée d’un déterminisme des castes à base trophique.

Par ailleurs, l’obtention d’intercastes vient aussi à l’appui de notre hypo-thèse. La présence d’animaux à caractères intermédiaires entre reine et ouvrières’explique, en effet, aisément par l’intervention de facteurs alimentaires

jouant sur le modelé de l’individu à venir. On peut même dire que l’existencede ces intercastes exclut d’elle-même l’hypothèse d’un déterminisme génétique.

Les intercastes que nous avons obtenues dans nos expériences sont rela-tivement nombreuses alors que dans la nature nous n’en n’avons point ren-contré. Cela peut s’expliquer sans doute par la technique expérimentalechoisie. Rappelons, en effet, que nous avons nourri des larves au devenirinconnu avec des aliments provenant de cellules fraîches mais à la destinée

également inconnue. Le résultat est que nous avons dû mélanger des nourrituresdifféremment équilibrées et créé dans ces cas-là des conditions d’élevage

anormales, inconnues dans la nature. Mais ces résultats imprévisibles viennentconfirmer notre hypothèse d’une façon insoupçonnée, puisque cette nourriture,de toute évidence hétérogène, a conduit à produire des individus mal équilibrésdans leur caste prouvant une fois de plus l’influence essentielle et déterminantedes conditions trophiques sur le devenir des individus. Le seuil d’action de lasubstance différenciatrice contenue dans les aliments larvaires, est semble-t-iltrès étroit. Cela se conçoit lorsqu’on observe que dans la nature il n’y a pasde chevauchement entre reines et ouvrières et que dans nos expériences lesintercastes obtenues, pour incontestables qu’elles soient, s’apparentent toujoursnettement à une catégorie précise, reine ou ouvrière. ,

Le déterminisme des castes chez Apis mellifica

Il est banal de rappeler que le déterminisme des castes chez Apis mellificaest à base trophique et a pour cause une distribution plus ou moins prolongée.de gelée royale. Toutes les larves d’Apis sont nourries pendant les 3 premiersjours de leur vie avec de la gelée royale, ensuite la nourriture diffère selon queles nourrices élèvent une reine ou une ouvrière. Or, les 4 mues larvaires se

déroulent en 3 jours, ce sont donc, là aussi, des larves de 5e stade qui aurontà se différencier en reine ou ouvrière, comme chez Melipona.

De nombreux essais d’élevage expérimental de larves d’Apis par différentsauteurs ont donné des résultats qu’il est intéressant de rapporter ici.

1) Des ouvrières de taille supérieure à la normale ont été obtenues enfaisant pondre des reines dans des cellules d’ouvrières agrandies. Pareillementdes reines « géantes » ont été obtenues par ce même artifice, c’est-à-dire enagrandissant des cellules royales. (KosTELmov et BLASHKIN, 1957), les auteursde ce travail pensent que les animaux ainsi obtenus proviennent de larvesmieux alimentées.

2) (VoN RHEIN, 1933) obtint des reines naines en mettant à jeun deslarves de reines et les laissant se nymphoser. Il fit éclore ainsi des animaux

pesant 91 mg alors qu’une reine normale atteint 200 mg.Inversement, le même auteur, suralimentant des larves d’ouvrières fit

naître des ouvrières géantes pesant 183 mg au lieu de 125 mg, poids d’uneouvrière normale.

3) (GBTZE, 1926) en faisant produire à une ruche des couvées de reinesrépétées, obtint au 5e élevage royal consécutif, des reines pesant 109 mg(contre 200 mg normalement).

4) (DIETZ, 1966) élevant des larves avec de la gelée royale obtint non plusdes reines, mais des ouvrières géantes, par suite d’une administration parti-culière de cette substance si fragile (teneur en eau modifiée).

5) Enfin on connaît aussi chez Apis mellifica des intercastes différenciées,soit à partir de larves de reines mal alimentées, soit à partir de larves d’ouvrières

transplantées dans des cellules de reines, (GOETZE, 1924-1925), (EcIiERT, 1934),(GONTARS, 1941), (WEAVER, 1958), (SMITH, 1959), (NAULLEAU, 1960), (DIETZ,1967), (REMBOLT, 1967) etc.

La récapitulation de tous ces travaux serait fort longue. Ce qu’il fauten retenir c’est qu’ils recoupent étroitement les résultats de nos expérienceset montrent que l’élément différenciateur de la caste reine contenu dans la geléeroyale agit indépendamment de la quantité globale d’aliment reçue par la larveet par conséquent, il n’y a pas forcément corrélation entre poids de l’individu etla caste. Comme le signale PAIN, page 56, in CHAUVIN Traité de Biologie del’Abeille, T. 1 : « Il arrive donc au facteur trophique d’agir, pour la détermi-nation d’un caractère, exactement à la manière du facteur génétique ».

Comparaison des résultats obtenus chez Melipona et Trigona

Lors d’un travail précédent, (DARCHEN et DELAGE-DARCHEN, 1970),nous avons montré que le déterminisme des castes chez les Trigones est essen-tiellement d’ordre trophique. Plusieurs espèces africaines ont servi pour cesexpériences et toutes nous ont donné des résultats identiques.

Rappelons pour mémoire que les Trigones présentent sur les Méliponesun très gros avantage pour ces recherches. En effet, il y a une importantedifférence de taille entre reine et ouvrière se traduisant déjà dans la dimensiondes cellules d’élevage, contrairement aux Mélipones.

Avec les Trigones il est donc possible d’expérimenter sur des larves dontle devenir est connu d’avance. Ainsi, nous avons pu montrer en toute certitudeque n’importe quelle larve destinée à donner une ouvrière donnera une reinesi elle est suralimentée. L’aliment donné provenant de cellules d’ouvrières dela même espèce ou d’espèces différentes. Les ouvrières de Trigones possèdentelles aussi des glandes hypopharyngiennes développées et très turgescenteschez les jeunes imagos. Leur sécrétion sert peut-être comme chez Apis mellificaà l’alimentation du couvain.

A l’aide d’un schéma on peut essayer de comparer l’alimentation et le

déterminisme des castes chez Trigones et Mélipones.Chez les Trigones, la quantité d’aliment est très différente selon qu’il

s’agit d’une reine ou d’une ouvrière (représenté par deux rectangles inégaux)mais dans les cellules d’ouvrières, la teneur en élément différenciateur est

importante et très voisine du seuil (pointillé). Il s’ensuit qu’une légère surali-mentation d’une larve d’ouvrière donne une reine miniature. La taille de la

reine obtenue dans ces expériences, sera d’autant plus proche de la normaleque la larve d’ouvrière aura reçu plus d’aliment.

Chez les Mélipones, au contraire, ouvrières et reines reçoivent des quantitésd’aliment comparables (rectangles égaux) mais à teneur inégale en élémentdifférenciateur. La concentration en cet élément est telle, dans les cellules

à vocation royale, qu’elle dépasse nettement le seuil nécessaire, si bien qu’unesous-alimentation partielle d’une larve de cette catégorie, produit encore unereine, mais miniaturisée. En revanche, en deçà du seuil, on a irrévocablementune ouvrière. On aboutit donc à un phénomène comparable à celui de la

différenciation des larves d’ouvrières de Trigones mais l’expérience est conduiteen sens inverse. Chez les Trigones nous n’avons pas obtenu d’ouvrières géanteset d’après notre schéma, cela se comprend. Chez les Mélipones, au contraire, onpeut en obtenir si une larve d’ouvrière est suralimentée en aliment pauvre

en élément différenciateur quoique l’on fasse, dans ce cas, on reste en dessousdu seuil indispensable pour obtenir une reine.

Si au contraire la suralimentation amène une élévation suffisante du taux

d’élément différenciateur on aura une reine. Il n’y a pas de différence fonda-mentale entre tous ces mécanismes, en ce sens qu’il s’agit à chaque fois, pourexpliquer le déterminisme des castes, d’invoquer l’intervention d’un élémentdifférenciateur dont la concentration est indépendante de la quantité totalede nourriture et dont l’action se manifeste à partir d’un certain seuil à marge ’étroite.

Si l’interprétation que nous proposons est bonne, la différence essentielleentre Trigones et Mélipones réside dans le mode de distribution de cettesubstance. Chez les premières, les cellules d’ouvrières en contiennent toujoursbeaucoup, de telle sorte que la moindre suralimentation fait franchir le seuil.Pour obtenir des ouvrières, il est donc indispensable que les Trigones cons-truisent de très petites cellules, peu chargées en nourriture. En revanche,chez les Mélipones l’élément différenciateur est réparti très inégalement entreles cellules d’élevage et l’on a, dans les conditions naturelles, suivant le tauxrencontré, des reines ou des ouvrières de tailles identiques.

A notre sens, le mécanisme de régulation sociale rencontré chez les Tri-gones nous semble plus économique et mieux évolué que le mécanisme déve-loppé chez les Mélipones. Ce dernier en effet conduit à la fabrication de grossesouvrières et empêche le contrôle de la production des reines, d’où il en résulteune moins bonne économie des substances alimentaires récoltées et sécrétées.Il y a même un fort gaspillage, puisque les reines vierges en surnombre serontimpitoyablement éliminées après l’éclosion. Ce gaspillage énergétique continuelne contrebalance guère à notre idée, l’avantage de posséder en permanencedes reines vierges disponibles au cas où la reine pondeuse viendrait à disparaître.

Pour avoir la confirmation des hypothèses que nous avançons, il faudraitpouvoir doser cet élément différenciateur dont nous évoquons l’existence.

Jusqu’à présent nous n’avons pu envisager ce problème car nous avons toujourstravaillé pour des temps assez brefs dans des pays tropicaux et avec un équi-

pement de fortune. La seule indication plaidant en notre faveur, que nouspuissions signaler est le travail de STEJSKAL, (1974) qui pense avoir démontréla présence de gelée royale dans les glandes de Melipona fasciata merillae

Cockr. Cependant, malgré cette preuve directe qui nous manque, l’ensemblecohérent de nos résultats recoupe parfaitement les données acquises chez lesTrigones et surtout chez Apis mellifica. Le déterminisme des castes chez lesMélipones vu à la lumière de nos expériences, s’explique très bien par unprocessus trophique analogue à celui rencontré chez les hyménoptères sociaux.

CONCLUSION

Les résultats expérimentaux que nous avons obtenus sur l’espèce Melipona ’beecheü permettent ainsi de conclure que chez cette espèce d’Abeille le méca- ’.nisme du déterminisme des castes est fondamentalement le même que chez

Apis mellifica où il ne fait plus de doute qu’il est à base trophique. Nos recher-

ches, conduites selon une technique particulière adaptée au matériel, abou-tissent aux mêmes résultats que les recherches entreprises par divers auteursmus par des mobiles variés et travaillant sur l’Abeille domestique.

Nous avons expérimenté sur une seule espèce, Melipona beecheü, maisvu l’homogénéité du genre (et des Abeilles sociales en général) il y a de forteschances qu’il en soit de même chez les autres Mélipones. Ainsi, la conclusionqui s’impose à la fin de cette étude est que les Apinés sociaux relèvent tous dumême principe en ce qui concerne le déterminisme des castes. Qu’il s’agisse dugenre Apis, Trigona ou Melipona, le facteur essentiel qui commande le devenirde l’individu est un facteur trophique agissant sur des larves génétiquementsemblables.

Reçu pour publication en décembre 1974.

Eingegangen im Dezember 1974.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Meliponen sind tropische Bienen der neuen Welt, deren Eigenart es ist, ihre Brutin geschlossenen, mit Futter versehenen Wachszellen aufzuziehen. Die Made ist daher vomSchlüpfen ab mit aller Nahrung versehen, die sie vor der Metamorphose zu sich nehmen muss.Aber weder an der Form der Zellen noch an der in ihnen enthaltenen Futtermenge lässt sichdas künftige Schicksal der Made, d.h. ob Königin, Arbeiterin oder Drohne aus ihr wird, vorherbe-stimmen. Ist die Periode der Futteraufnahme abgeschlossen, unterscheiden sich die Madennur wenig in ihrer Körperform. Im allgemeinen sind die Königinnen grösser als die Arbeite-rinnen, aber dies ist nicht unbedingt die Regel; und man kann im gleichen Volk Königinnenfinden, die leichter als manche Arbeiterinnen sind. Daraus folgt, dass die Menge des von derMade aufgenommenen Futters nicht allein die Kastendetermination beeinflusst. KERR dachtebeim Feststellen dieser Tatsache daran, dass bei den Meliponen die Kastendeterminationgenetischen Ursprungs sei. Und um die zahlreichen Fälle zu erklären, in denen die Entstehungvon Arbeiterinnen das vorgesehene genetische Verhältnis (1/4 Königinnen, 3/4 Arbeiterinnen)bei weitem überschreitet, macht der Autor einen Nahrungsmangel geltend, der in der Folgeeinen Phänotypus Arbeiterin einführt, der den Genotypus Königin verdeckt.

Die Meliponen unterschieden sich so durchaus von den übrigen Apinen, und das erscheintmorphologisch umso erstaunlicher, als bei allen anderen morphologischen, biologischen oderethologischen Merkmalen, die in Betracht kommen, diese Bienen sich in eine normale Ent-wicklungsreihe einfügen und keinen Hiatus zu den anderen Insekten dieser Gruppe darstellen.Daher sind wir von einer anderen Arbeitshypothese ausgegangen und versuchten zu analysieren,welches der tatsächliche Einfluss der Nahrung auf die Maden ist. Wir haben das Problemauf zwei sich ergänzenden Wegen in Angriff genommen. Auf der einen Seite steht die Frage,wie ist der Werdegang der unterernährten Made? Auf der anderen Seite die Frage, was wirdaus den Maden, die gewaltsam einer Ü6erernährung unterworfen werden?

Dies unsere Ergebnisse :I. In Bezug auf die unterernährten Maden zeigen die Versuche, dass durch die Unterer-

nährung der Brut eine grössere Anzahl von Arbeiterinnen entsteht, die Entstehung vonKöniginnen aber nicht vollständig ausgeschlossen ist. Es gelang sogar, winzige Königinnenschlüpfen zu lassen, die viel kleiner waren als die kleinsten, unter normalen Bedingungengeschlüpften Arbeiterinnen des gleichen Volkes.

II. Die Versuche mit der Überernährung brachten sehr interessante Ergebnisse. Um dieVersuche gut durchzuführen, wurden die Maden gezwungen, mehr als ihre vorbestimmte

Futterration aufzunehmen, indem wir auf dem Boden ihrer Zellen Futter ablegten, das ausfrischen, nur mit Eiern bestückten Zellen stammte. Die aus dieser Überernährung hervor-gegangenen Maden waren allgemein grösser als normal. Eine gewisse Anzahl von Individuenwar indessen in der Körpergrösse normalen ausgewachsenen Maden ähnlich. Bei diesen Tierenwar es schwierig, die Überernährung mit Sicherheit als das wirksame Agens zu erkennen.Die Arbeiterinnen, die sich aus diesen Maden entwickelten, wären vielleicht nicht für unsere

Ergebnisse in Betracht zu ziehen. Wie dem auch sei, und trotz des verhältnismässigen Anteilsan Maden, die nicht oder zu wenig überernährt wurden, können wir bestätigen, das.s die Anzahl ,!der erhaltenen Königinnen in signifikanter Weise grösser war.

Aus der homogenen Serie unserer numerierten Ergebnisse künnen wir zwei wahllosherausgegriffene Beispiele anführen :

a) Volk T, liefert unter normalen Bedingungen zur Versuchszeit 23 % Königinnen und72 % Arbeiterinnen (Unterernährungsversuch - 14,5 % Königinnen, 85,5 % Arbeiterinnen;Überernährungsversuch - 50 °% Königinnen, 50 °,« Arbeiterinnen).

6) Volk T2 liefert unter normalen Bedingungen 29 °;, Königinnen und 71 % Arbeiterinnen(Unterernährungsversuch - 11 % Königinnen, 89 % Arbeiterinnen; Überernährungsversuch57,5 % Königinnen, 42,5 % Arbeiterinnen).

Was man an diesen Versuchen festhalten muss, ist die Tatsache, dass die Überernährungder Meliponen-Maden tatsächlich eine zahlenmässige Zunahme an entstehenden Königinnen ’zur Folge hat. Die Aussage unserer Versuche wäre unvollständig, wollten wir verschweigen,dass wir zur Zeit der Überernährungsversuche ausser normal grossen Arbeiterinnen auchRiesenarbeiterinnen erhielten. Sie waren deutlich grösser als normale Arbeiterinnen, übertrafen

sogar die grössten und sind nicht mit den vorerwähnten Zwergköniginnen zu vergleichen.Was ist aus diesen komplexen Ergebnissen zu schliessen?

I. Das in den Brutzellen vorhandene Futter, das zweifellos die Entwicklung der Individuenbeeinflusst, wirkt nicht einfach als quantitativer Faktor.

II. Bei diesen Bienen kann die Kaste niclvt mehr als genetisch determiniert angesehen werden.Wie soll man tatsächlich - wenn man sich dabei auf die Interpretation von KEaa beruft -die Zwergköniginnen erklären, deren Genotypus nicht als Folge einer schwerwiegenden Unterer-nährung vom Phänotypus verdeckt wäre? Und wie, vor allem, soll man bei den Versuchenmit Überernährung die prozentuale Zunahme der Königinnen erklären? Muss man in diesemFalle sagen, dass durch Überernährung ein Phänotypus Königin entsteht, der den Genotypus ;Arbeiterin verdeckt? Die Hypothese, die wir in einer früheren Arbeit dargelegt haben(DARCHEN), scheint mit den jetzigen Ergebnissen besser übereinzustimmen. Tatsächlich sind ’:wir der Ansicht, dass bei den Meliponen, wie bei den übrigen Bienen, die Kastendeterminationnicht genetisch bedingt ist, sondern allein auf trophischem Wege erfolgt. Alle weiblichen

Maden tragen in sich die Möglichkeit, eine Königin oder eine Arbeiterin zu werden. Und imVerlauf der Larventwicklung erfolgt die Differenzierung durch Vermittlung der zur Ver-

fügung stehenden Nahrungsmenge. Alle Maden hatten den gleichen Gen-Grundstock, dessenErscheinungsbild durch die Ernährung geformt wird.

Ausserdem hat uns eine eingehende Untersuchung des Nervenstrangs beider Kastenvon Melipona beecheii keinen Beweis für eine Stützung der genetischen Theorie der Kastende-termination, wie sie KERR und NIELSEN aufgestellt haben, geliefert. Nach diesen Autorenwürde ein nach der Verschmelzung der letzten Ganglien des Nervenstrangs im Verlauf derMetamorphose sichtbarer Membranrest es gestatten, bei zwei Meliponenarten gewisse Indivi-duen des Phänotyps Arbeiterin als genetisch festgelegte Königinnen zu definieren. UnsererAnsicht nach ist der nach dem Zusammenschluss der Endganglien sichtbare Membranrest

nur ein unwesentliches Merkmal, verglichen mit dem grossen morphologischen Unterschied,der zwichen der abdominalen Nervenkette bei Arbeiterin und Königin besteht, und dasvon der nymphalen Häutung an. Wenn KEHR und NiEr.sEm beschreiben, dass bei Meliponaquadrifasciata die Geschwindigkeit der Verschmelzung der beiden letzten Ganglien bei Arbei-terin und Königin verschieden ist, und dass die Vereinigung sich in sehr kurzer Zeit vollzieht,erstaunt es sehr, dass diese Autoren für ihre Beweisführung nicht Tiere genau bekanntenAlters verwandt haben, was immerhin unerlässlich scheint. Ausserdem ist es unverständlich,wieso man bei Melipona marginata, bei der einige erwachsene Individuen noch einen Nahtrestin Höhe der letzten Ganglien besitzen, einige Arbeiterinnen als genetische Königinnen bezeich-net kann. Es gibt keinen über jeden Zweifel erhabenen Beweis dafür, dass das Vorhanden seinoderFehlen dieser Restmembran ein an Gene gebundenes Merkmal wäre, das gegebenenfallskastendeterminierend wäre. Die von KERR und NiELSErr als verdeckte Königinnen definiertenTiere sind nur rein hypothetisch Königinnen.

Eine sehr genaue Beobachtung der Maden erlaubt uns, die fünf Larvenstadien zu

beschreiben, die durchlaufen werden, so lange das Insekt flach auf dem Futter aufliegt. Dasheisst, dass die vier ersten Häutungen frühzeitig und dicht aufeinander erfolgen, und dassdie Made nach der ersten Häutung sehr stark wächst. Also, 1. alle unsere Versuchstiere wurdenerst nach dem 5. Larvenstadium entnommen (selbst bei den stark unterernährten Tieren);2. die Differenzierung der weiblichen Kasten (Königin und Arbeiterin) erfolgt im Verlaufdieses letzten Stadiums über die Ernährung.

Wie soll man aber unsere Gesamtergebnisse und im besonderen Zwergköniginnen undRiesenarbeiterinnen erklären? Hier muss die Beschaffenheit des Brutzelleninhaltes dieser

Maden in Betracht gezogen werden. Zur Zeit wissen wir noch nichts über die chemische Zusam-

mensetzung das Madenfutters, auf alle Fälle können wir vermuten, - und unsere Versuchedeuten daraufhin - dass ausser Honig und Pollen eine oder mehrere Substanzen sekretorischerNatur von den Ammenbienen beim Auswürgen dem Futter hinzugefügt werden. Die Meli-ponenarbeiterinnen besitzen sehr gut entwickelte Hypopharynxdrüsen; und wir wissen, dassdie gleichen Drüsen bei Apis melli,fica den Königinnenfuttersaft liefern. Nichts verbietet denGedanken daran, dass es sich hier um den gleichen Vorgang handelt (STEJSKAL). Die Beob-achtung der Zellenfüllung durch die Ammenbienen und die Analyse der räumlichen Verteilungder schlüpfenden Arbeiterinnen und Königinnen auf der Wabe erlauben ausserdem die

Annahme, dass der Zelleninhalt quantitativ, besonders aber qualitativ verschieden ist je nachder Zahl der Arbeiterinnen, die zu einem gegebenen Zeitpunkt an einem bestimmten Ortarbeiten. Diese Tatsachen zusammengenommen lassen vermuten, dass eine gewisse deter-minierende Substanz, die dem Königinnenfuttersaft ähnlich, wenn nicht mit ihm identischist, ungleichmässig im Futter verteilt wird. Enthält eine Zelle viel von dieser Substanz, wirdeine Unterernährung der Made nicht deswegen ihre Regression zur Arbeiterin sondern dieEntstehung einer Miniaturkönigin zur Folge haben. Im umgekehrten Falle wird in einer Zelle,die an determinierender Substanz arm, sonst aber experimentell überreich mit Futter versorgtist, keine Königin entstehen sondern eine Riesenarbeiterin. Und schliesslich werden in denZwischenstufen die Individuen, denen ein Futter mit durchschnittlichem Gehalt an deter-minierender Substanz zur Verfügung stand, modifiziert sein oder auch nicht, je nachdem obsie unter- oder überernährt wurden und ob der Gehalt an jener Schlüsselsubstanz, begünstigtdurch die Versuchsanordnung die Schwelle des Gleichgewichts überschreitet. So lassen sichunsere Gesamtergebnisse erklären, ebenso das Auftreten von Zwergköniginnen und Riesen-arbeiterinnen, wie die zahlenmässige Zunahme von Arbeiterinnen im Falle der Unterernährungund die der Königinnen im umgekehrten Fall der Überernährung. Unsere Ergebnisse fügensich vollkommen in den Rahmen dieser Hypothese ein und bestätigen die Annahme einerKastendetermination auf Ernährungsbasis. Dennoch wird das tatsächliche Vorhandensein

dieser determinierenden Substanz - auch wenn sie wahrscheinlich ist - deswegen nichtdirekt bewiesen, und das Auftreten von Miniaturköniginnen und Riesenarbeiterinnen kann

weiterhin beunruhigend sein. Hier müssen wir sicherlich Ergebnisse, die aus der künstlichenAufzucht von Apis mellifica gewonnen wurden, in Betracht ziehen (DIETz). Die Maden dieserBiene haben bekanntlich einen Kastendeterminismus, der an die mehr oder weniger frühzeitigeund reichliche Aufnahme von Königinnenfuttersaft gebunden ist. DIETZ hat indessen bewiesen,dass die Maden, die experimentell nur mit Futtersaft ernährt wurden &mdash; und also Königinnenwerden müssten - unter bestimmten Labor- Bedingungen zu Riesenarbeiterinnen wurden.Auf anderem Weg hat GoETZE, indem er ein Volk veranlasste, auf intensive, wiederholteArt Königinnen zu ziehen, am Ende der 5. aufeinanderfolgenden Könniginenaufzucht Indi-viduen von Zwergwuchs erhalten. Diese Ergebnisse bestätigen die unseren in erstaunlicher

Weise und beweisen, dass der determinierende Faktor im Königinnenfuttersaft von Apismellifica, wenn er auch allgemein grössere Individuen verursacht, nicht unbedingt die

Entstehung von Königinnen mit sich bringt, die schwerer als Arbeiterinnen sind. Andererseitsentsteht bei ausschliesslichem Verzehr von Königinnenfuttersaft nicht automatisch aus dieserMade eine Königin. Man muss daher annehmen, dass die Qualität des Königinnenfuttersaftssich unter experimentellen Bedingungen verändert, aber auch &mdash; und das ist wahrscheinlicher&mdash;dass die Zusammensetzung des Königinnenfuttersaftes, vermutlich infolge des Zustandesder ihn produzierenden Arbeiterinnen, verschieden ist. So zeigen diese Erfahrungen engeBeziehungen in der Biologie der Maden von Apis mellifica und Melipona 6eecheü auf. Wienicht mehr angenommen werden kann, dass die Kastendetermination bei Apis mellificagenetischer Art ist, so denken wir beim Vergleich der von Apis mellifica berichteten Tatsachenmit unseren Versuchsergebnissen bei Melipona beecheü, dass einzig das Mitwirken eines

Ernährungsfaktors die verschiedenen Modalitäten der Kastendetermination bei den weiblichenMaden dieser Biene erklären kann. Hier wird der Weg zu neuen Untersuchungen eröffnetund im besonderen Vergleiche mit Trigonen angeregt, bei denen die Verteilung des Futtersnicht in der gleichen Weise erfolgt.

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